Questão 91 — ENEM 2018 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Eletrodinâmica (carga elétrica, corrente elétrica e conversão de unidades)
• ⚡ Nível: Fácil — exige apenas conhecer a relação Q = i × t e converter horas em segundos, sem cálculos elaborados
• 🎯 Tema/Habilidade: Grandezas elétricas e conversão de unidades (mAh → C) — competência de compreender e utilizar conceitos científicos em situações práticas do cotidiano
• 🏆 Gabarito: C — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Converta a capacidade de carga de uma bateria, dada em miliampère-hora (mAh), para a unidade do Sistema Internacional de carga elétrica, o coulomb (C)."
• Palavras-chave decisivas: 1 500 mAh, carga fornecida, em coulomb
• Armadilha típica: confundir mAh com uma unidade de energia ou de tempo, ou esquecer de converter as horas para segundos antes de multiplicar pela corrente — isso gera respostas como 1 500 (alternativa B, que ignora completamente a conversão) ou 90 000 (alternativa D, que erra o fator de conversão).
• O que a resposta precisa demonstrar: capacidade de reconhecer que mAh é uma unidade de carga elétrica (corrente × tempo) e aplicar corretamente o fator de conversão para o Sistema Internacional.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Carga elétrica (Q): grandeza física que mede a quantidade de "eletricidade" que atravessa um condutor; sua unidade no SI é o coulomb (C).
• Corrente elétrica (i): definida como a quantidade de carga que passa por uma seção de um condutor a cada unidade de tempo, i = Q/t, medida em ampère (A), onde 1 A = 1 C/s.
• Relação fundamental: isolando a carga na definição de corrente, obtemos Q = i × t. Essa é a equação-chave para resolver a questão.
• Unidade "ampère-hora" (Ah): é uma unidade prática (não pertencente ao SI) usada por fabricantes de baterias para indicar a carga total que o dispositivo pode fornecer, equivalente a manter uma corrente de 1 A durante 1 hora.
• Conversão de tempo: 1 hora = 3 600 segundos, logo 1 Ah = 1 A × 3 600 s = 3 600 C. Consequentemente, 1 mAh (miliampère-hora) = 0,001 Ah = 3,6 C.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "a quantidade de carga fornecida pela sua bateria é de 1 500 mAh" → o enunciado já classifica explicitamente o mAh como unidade de carga, confirmando que o caminho é uma conversão de unidades e não um cálculo de energia ou potência.
• Evidência 2: "A quantidade de carga fornecida por essa bateria, em coulomb, é de" → pede-se o mesmo valor de carga, apenas reescrito na unidade do SI — não há mudança de grandeza, só de unidade.
• Síntese: o problema se resume a uma regra de três (ou aplicação direta de fator de conversão) entre mAh e C, usando a relação Q = i × t e o fato de que 1 h equivale a 3 600 s.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Converter miliampère-hora em ampère-hora

O prefixo "mili" representa 10⁻³. Assim:

1 500 mAh = 1 500 × 10⁻³ A·h = 1,5 A·h

Subpasso 4.2 — Converter ampère-hora em coulomb usando Q = i × t

Interpretando 1,5 A·h como "uma corrente de 1,5 A mantida durante 1 hora", aplicamos Q = i × t, convertendo a hora em segundos (1 h = 3 600 s):

Q = 1,5 A × 3 600 s

Q = 5 400 A·s

Como 1 A·s = 1 C (por definição, já que 1 A = 1 C/s), concluímos:

Q = 5 400 C

Subpasso 4.3 — Verificação

Podemos conferir usando o fator de conversão direto: 1 mAh = 3,6 C.

1 500 mAh × 3,6 C/mAh = 5 400 C ✓

O resultado bate exatamente com a alternativa C, confirmando que a conversão foi aplicada corretamente e sem erros de casas decimais.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) 90.

❌ Incorreta: esse valor surgiria de um erro grosseiro de conversão, como dividir 1 500 por algo próximo de 16,6 (sem sentido físico) ou confundir mAh com uma grandeza de ordem de grandeza muito menor. Não corresponde a nenhuma conversão coerente entre mAh e C.

B) 1 500.

❌ Incorreta: é a "armadilha da não conversão" — quem escolhe essa alternativa simplesmente ignora a diferença entre mAh e coulomb, tratando os números como se as unidades fossem equivalentes (ou como se o tempo envolvido fosse de apenas 1 segundo em vez de 1 hora completa).

C) 5 400.

✅ Correta: resulta da conversão correta 1 500 mAh = 1,5 A·h, e 1,5 A × 3 600 s = 5 400 C, usando adequadamente a relação Q = i × t e a equivalência 1 h = 3 600 s.

D) 90 000.

❌ Incorreta: esse valor aparece se o candidato multiplicar 1 500 por 60 (confundindo minutos com segundos, ou seja, tratando 1 h = 60 s em vez de 3 600 s) — um erro clássico de conversão de tempo.

E) 5 400 000.

❌ Incorreta: corresponde a um erro de escala de mil vezes, como se a bateria fosse de 1 500 Ah (em vez de mAh) convertida para coulomb, ou como se o candidato tivesse esquecido de dividir por 1 000 ao converter miliampère para ampère.

🏆 Gabarito: C — a conversão correta de 1 500 mAh para coulomb, usando Q = i × t com 1 h = 3 600 s, resulta em exatamente 5 400 C.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: a única alternativa compatível com a conversão física correta entre miliampère-hora e coulomb é a C, pois 1 500 mAh × 3,6 = 5 400 C.
• Padrão de cobrança: o ENEM frequentemente traz situações do cotidiano (baterias, aparelhos eletrônicos, fios domésticos) para testar se o aluno entende as unidades elétricas básicas — corrente, carga, tensão e potência — e sabe convertê-las, sem exigir fórmulas complexas.
• Generalização: sempre que aparecer uma unidade "híbrida" como ampère-hora, watt-hora ou quilowatt-hora, lembre-se de que ela representa o produto de uma grandeza por um intervalo de tempo; para converter para o SI, basta transformar o tempo em segundos e multiplicar.
• Dica de eliminação rápida: memorize o fator fixo 1 mAh = 3,6 C. Basta multiplicar o valor em mAh por 3,6 para obter coulombs diretamente — isso elimina em segundos as alternativas que não guardam essa proporção (como B, que não converteu nada, e D, que usou 60 em vez de 3 600).
• Conexões: relação entre corrente e carga (i = Q/t); unidades compostas de energia elétrica (Wh, kWh); dimensionamento de baterias e autonomia de dispositivos eletrônicos.